JP5607657B2 - Pivot socket having cartridge bearing and vehicle steering link mechanism having the same - Google Patents

Pivot socket having cartridge bearing and vehicle steering link mechanism having the same Download PDF

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Description

発明の背景
１．技術分野
この発明は一般的には、相対的に移動可能な構成要素を互いに連結するためのピボットソケットに関し、より特定的には、相対的に移動可能な車両ステアリング構成要素を互いに連結するためのピボットソケットに関する。 Background of the Invention TECHNICAL FIELD This invention relates generally to pivot sockets for connecting relatively movable components to each other, and more particularly to connecting relatively movable vehicle steering components to each other. Related to pivot socket.

２．関連技術
車両ステアリングシステムは典型的に、構成要素同士を互いに結合するためのピボットソケットを含む。ステアリング構成要素同士をともに結合する際には、ソケットによって、構成要素同士の間で角偏向が制限された所定の量になるようにすることが望ましい。これにより構成要素同士の間の相対的な回転を可能にしつつ、意図する移動の自由を拘束するのを防止する。車両のステアリングシステムがその意図する有効寿命にわたって最適なレベルの性能を維持するためには、ソケット内の予荷重と、ソケットの全体にわたる許容可能角偏向とが実質的に一定のままであるのが望ましい。そうでなければ、ソケットの許容可能角度運動が時間とともに増加する場合、ユーザが典型的にステアリングシステムが修理を必要としていると認識することになる。さらに、ソケットは、当該ソケットを有する車両に同じステアリング性能および有効寿命を与えるよう、互いに均一な感触および性能を有するように構成されるのが望ましい。当該所望の均一な感触、性能および有効寿命をソケットに与えるためには、ソケットの個々の構成要素を特定の許容限界内で製造することが必要となる。これは現在可能であるが、たとえば軸受面の研削および研磨といった製作加工の高いコストによるコストの問題がある。したがって、ソケットについて部品ごとの所望の均一性、性能および有効寿命を維持するようにしつつ同時に経済的な態様でピボットソケットを製造する継続的な努力がなされている。 2. Related Art Vehicle steering systems typically include pivot sockets for coupling components together. When the steering components are coupled together, it is desirable to have a predetermined amount with limited angular deflection between the components by the socket. This prevents relative movement between components while restraining the intended freedom of movement. In order for a vehicle steering system to maintain an optimal level of performance over its intended useful life, the preload within the socket and the allowable angular deflection throughout the socket must remain substantially constant. desirable. Otherwise, if the allowable angular movement of the socket increases with time, the user will typically recognize that the steering system needs repair. Furthermore, the sockets are preferably configured to have a uniform feel and performance with each other so as to provide the same steering performance and useful life to the vehicle having the socket. In order to give the socket the desired uniform feel, performance and useful life, it is necessary to manufacture the individual components of the socket within certain tolerance limits. This is currently possible, but there is a cost problem due to high manufacturing costs such as grinding and polishing of the bearing surfaces. Accordingly, there is an ongoing effort to manufacture pivot sockets in an economic manner while maintaining the desired uniformity, performance and useful life from part to part for the socket.

ピボットソケットは壁部を有する筐体を含む。上記壁部は、実質的に閉鎖端と開放端との間を延在するキャビティを与える内面を有する。このソケットはさらに、テーパ軸受と、当該テーパ軸受とソケットの閉鎖端との間に配されるばねを含む。さらにソケットは、反対方向の第１および第２のテーパ面を有するスタッドを含む。第１および第２のテーパ面は、スタッドの対向する端にほぼ向かうように互いに離れるように分岐する。第１のテーパ面は、テーパ軸受との相対的な摺動運動のためにテーパ軸受と係合する。さらに、ソケットは、筐体のキャビティ内に受け入れられるカートリッジ軸受を含む。カートリッジ軸受は、実質的に円筒状の部分と、実質的に円筒状の部分から内側方向に延在するテーパ部分とを有する。実質的に円筒状の部分は、カートリッジ軸受の一端へと延在し、テーパ軸受との相対的な摺動運動のためにテーパ軸受を収容する。テーパ部分は、カートリッジ軸受の他端へと延在し、第２のテーパ面との相対的な摺動運動のためにスタッドの第２のテーパ面と係合する。   The pivot socket includes a housing having a wall. The wall has an inner surface that provides a cavity extending substantially between the closed end and the open end. The socket further includes a tapered bearing and a spring disposed between the tapered bearing and the closed end of the socket. The socket further includes a stud having first and second tapered surfaces in opposite directions. The first and second tapered surfaces diverge away from each other so as to be substantially directed to opposite ends of the stud. The first tapered surface engages the tapered bearing for relative sliding movement with the tapered bearing. In addition, the socket includes a cartridge bearing that is received within the cavity of the housing. The cartridge bearing has a substantially cylindrical portion and a tapered portion extending inwardly from the substantially cylindrical portion. The substantially cylindrical portion extends to one end of the cartridge bearing and houses the tapered bearing for relative sliding movement with the tapered bearing. The tapered portion extends to the other end of the cartridge bearing and engages the second tapered surface of the stud for relative sliding movement with the second tapered surface.

本発明のこれらおよび他の局面、特徴および利点は、以下の現在の好ましい実施例および最良の形態の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、ならびに添付の図面と関連して考慮されると、より容易に理解されるであろう。   These and other aspects, features and advantages of the present invention, when considered in conjunction with the following detailed description of the presently preferred embodiments and best mode, the appended claims, and the accompanying drawings, Will be more easily understood.

１つの現在の好ましい本発明の局面に従って構成されるピボットソケットを有する車両ステアリングリンク機構構成要素の分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a vehicle steering link mechanism component having a pivot socket constructed in accordance with one presently preferred aspect of the invention. FIG. ピボットソケットのテーパ軸受の斜視図である。It is a perspective view of the taper bearing of a pivot socket. 図１のピボットソケットの組付け断面図である。FIG. 2 is an assembled cross-sectional view of the pivot socket of FIG. 1.

現在の好ましい実施例の詳細な説明
より詳細に図面を参照して、図１はステアリングリンク機構の構成要素を示す。当該構成要素は、たとえば、本発明の１つの現在の好ましい実施例に従って構成される半柔軟な（semi-compliant）ピボットソケットを有するアイドラアーム１０であるが、これに限定されない。以下、当該ピボットソケットをソケット１２と称する。ソケット１２は好ましくは金属構成要素から構成され、これにより部品ごとに寸法安定性を維持する能力が向上すると同時に、ソケット１２の有効寿命にわたってソケット１２の性能が向上する。ソケット１２は、結合および連結された構成要素同士の間の回転を可能にし、かつソケット１２の長手方向軸１４に対する角偏向の量の所望の制限を可能にする。制限された角偏向の量は、ソケット１２の新規な構造により、ソケット１２の有効寿命にわたって一定または実質的に一定である。当該構造では角偏向は、ソケット１２内の構成要素の所定の制限された量の軸方向の偏向によって与えられる。 Detailed Description of the Presently Preferred Embodiment Referring to the drawings in more detail, FIG. 1 shows the components of a steering linkage. The component is, for example, but not limited to, an idler arm 10 having a semi-compliant pivot socket constructed in accordance with one presently preferred embodiment of the present invention. Hereinafter, the pivot socket is referred to as a socket 12. The socket 12 is preferably constructed from metal components, which increases the ability to maintain dimensional stability from part to part while improving the performance of the socket 12 over the useful life of the socket 12. The socket 12 allows for rotation between the coupled and connected components and allows a desired limit on the amount of angular deflection relative to the longitudinal axis 14 of the socket 12. The limited amount of angular deflection is constant or substantially constant over the useful life of the socket 12 due to the novel construction of the socket 12. In this structure, angular deflection is provided by a predetermined limited amount of axial deflection of the components in the socket 12.

図２にもっともよく示されるように、ソケット１２は、実質的な閉鎖端２０と開放端２２との間を延在するキャビティ１８を提供する筐体１６を有する。キャビティ１８内にはテーパ割軸受２４（図１Ａ）が配される。テーパ軸受２４と閉鎖端２２との間には、ここで皿ばね２６として示されるばねがテーパ軸受２４と閉鎖端２２とに当接して配される。反対方向の第１および第２のテーパ面３０、３２を有するスタッド２８が、第１のテーパ面３０がテーパ軸受２４との相対的な摺動運動のためにテーパ軸受２４と係合する状態で、キャビティ１８内に部分的に配される。上記第１および第２のテーパ面３０、３２は、互いに離れるようそれぞれスタッド２８の対向する端部３４、３６に向かって分岐する。さらにキャビティ１８内には、カートリッジ軸受４０が配される。カートリッジ軸受４０は、実質的に円筒状の部分４４と、半径方向において内側方向に上記円筒状の部分４４から延在するテーパ部分４６とを有する。実質的に円筒状の部分４４は、カートリッジ軸受４０の一端４８へと延在し、テーパ軸受２４との相対的な摺動運動のためにテーパ軸受２４を収容する。テーパ部分４６は、カートリッジ軸受４０の他端５０に延在し、第２のテーパ面３２との相対的な摺動運動のためにスタッド２８の第２のテーパ面３２と係合する。使用の際、スタッド２８は、長手方向軸１４の周りを回転することが可能であることに加えて、長手方向軸１４に対して所定の制限された範囲の角偏向で旋回することが可能である。旋回運動は、テーパ軸受２４とスタッド２８の第１のテーパ面３０との間、テーパ軸受２４とカートリッジ軸受４０の実質的に円筒状の部分４４との間、およびスタッド２８の第２のテーパ面３２とカートリッジ軸受４０のテーパ部分４６との間での許容可能な相対的な摺動運動によって与えられる。筐体１６に対するスタッド２８の角偏向の制限によって、筐体１６の閉鎖端２０へと向かうテーパ割軸受２４の半径方向の拡張および軸方向の移動の制御がなされる。軸方向の移動量は、皿ばね２６の許容可能な軸偏向の量によって制限される。したがって、スタッド２８の合計の角偏向の量は、ピボットソケット１２の寿命にわたって厳しく制御、調整、および維持され得る。   As best shown in FIG. 2, the socket 12 has a housing 16 that provides a cavity 18 that extends between a substantially closed end 20 and an open end 22. A tapered split bearing 24 (FIG. 1A) is disposed in the cavity 18. Between the taper bearing 24 and the closed end 22, a spring, shown here as a disc spring 26, is disposed in contact with the taper bearing 24 and the closed end 22. A stud 28 having first and second tapered surfaces 30, 32 in opposite directions is engaged with the tapered bearing 24 for sliding movement relative to the tapered bearing 24. , Partially disposed in the cavity 18. The first and second tapered surfaces 30, 32 diverge toward the opposite end portions 34, 36 of the stud 28 so as to be separated from each other. Further, a cartridge bearing 40 is disposed in the cavity 18. The cartridge bearing 40 has a substantially cylindrical portion 44 and a tapered portion 46 extending from the cylindrical portion 44 in the radially inward direction. The substantially cylindrical portion 44 extends to one end 48 of the cartridge bearing 40 and houses the tapered bearing 24 for relative sliding movement with the tapered bearing 24. The tapered portion 46 extends to the other end 50 of the cartridge bearing 40 and engages the second tapered surface 32 of the stud 28 for relative sliding movement with the second tapered surface 32. In use, in addition to being able to rotate about the longitudinal axis 14, the stud 28 can be pivoted with a predetermined limited range of angular deflection with respect to the longitudinal axis 14. is there. The pivoting motion is between the tapered bearing 24 and the first tapered surface 30 of the stud 28, between the tapered bearing 24 and the substantially cylindrical portion 44 of the cartridge bearing 40, and the second tapered surface of the stud 28. 32 and an acceptable relative sliding movement between the taper portion 46 of the cartridge bearing 40. By limiting the angular deflection of the stud 28 relative to the housing 16, the radial expansion and axial movement of the tapered split bearing 24 toward the closed end 20 of the housing 16 is controlled. The amount of axial movement is limited by the amount of allowable axial deflection of the disc spring 26. Thus, the total amount of angular deflection of the stud 28 can be tightly controlled, adjusted and maintained over the life of the pivot socket 12.

筐体１６は、閉鎖端２０と開放端２２との間を延在する外面５４と、キャビティ１８を提供する内面５６とを有する壁５２を有する。外面５４は、タイロッド（図示せず）のようなサスペンションメンバへの取付けのために構成される。サスペンションメンバでは、ソケット１２は、２つのピボットソケットを含むアセンブリの一部として用いられる。１つのピボットソケット１２のスタッド２８は、センターリンクに取付けられ、反対のソケット１２はフレームレールに取付けられる。内面５６は、閉鎖端２０に隣接する実質的に真っ直ぐな円筒状の内面部分５８と、開放端２２に隣接するテーパ内面部６０とを有する。円筒状の内面部分５８は、カートリッジ軸受４０の実質的に円筒状の部分４４に当接するよう構成され、テーパ内面部６０は、カートリッジ軸受４０のテーパ部分４６に係合するよう構成される。筐体１６の内面５６は、軸受面として作用しないので、研削またはそうでなければ研磨を考慮することなしに、「鋳放し」のように相対的に荒いままであり得る。これにより、内面５６は、二次的な作業を行うことなく、製造されたままの状態であり得る。テーパ内面部６０は、筐体１６とは別個に形成されて、次いで筐体１６に取付けられることも考えられるが、好ましくは筐体１６と一緒の単体の材料として形成される。テーパ内面部６０は開放端２２と面一で延在するよう形成される。実質的に円筒状の部分５８は、テーパ内面部６０から閉鎖端２０へ延在する。ここでは、閉鎖端２０は、エンドキャップ６２によって与えられるものとして示される。ここで、エンドキャップ６２は、キャビティ１８に面する凹状表面６４を有するドーム形状を有するものとして示される。エンドキャップ６２には好ましくは、ソケット１２をその有効寿命にわたって潤滑することを促進するよう、上記ドーム形状部分を通るグリースニップル６６が設けられる。なお、エンドキャップ６２を筐体１６に取付けるよう、スナップリング（図示せず）を含む任意の好適な機構が用いられ得るが、筐体１６の環状端縁６８を半径方向において内側方向にスピンカールして軸方向バリアをエンドキャップ６２に与えることがもっとも経済的であると考えられる。これにより、追加部品の必要性を回避できる。   The housing 16 has a wall 52 having an outer surface 54 that extends between the closed end 20 and the open end 22 and an inner surface 56 that provides the cavity 18. The outer surface 54 is configured for attachment to a suspension member such as a tie rod (not shown). In the suspension member, the socket 12 is used as part of an assembly that includes two pivot sockets. The stud 28 of one pivot socket 12 is attached to the center link and the opposite socket 12 is attached to the frame rail. The inner surface 56 has a substantially straight cylindrical inner surface portion 58 adjacent to the closed end 20 and a tapered inner surface portion 60 adjacent to the open end 22. The cylindrical inner surface portion 58 is configured to abut the substantially cylindrical portion 44 of the cartridge bearing 40, and the tapered inner surface portion 60 is configured to engage the tapered portion 46 of the cartridge bearing 40. Since the inner surface 56 of the housing 16 does not act as a bearing surface, it can be relatively rough, such as “as cast”, without considering grinding or otherwise polishing. Thereby, the inner surface 56 may be in a state of being manufactured without performing a secondary operation. The tapered inner surface portion 60 may be formed separately from the housing 16 and then attached to the housing 16, but is preferably formed as a single material together with the housing 16. The tapered inner surface portion 60 is formed to extend flush with the open end 22. A substantially cylindrical portion 58 extends from the tapered inner surface 60 to the closed end 20. Here, the closed end 20 is shown as being provided by an end cap 62. Here, the end cap 62 is shown as having a dome shape with a concave surface 64 facing the cavity 18. The end cap 62 is preferably provided with a grease nipple 66 through the dome-shaped portion to facilitate lubricating the socket 12 over its useful life. Note that any suitable mechanism including a snap ring (not shown) may be used to attach the end cap 62 to the housing 16, but the annular edge 68 of the housing 16 may be spin-curled radially inward. Thus, it is considered most economical to provide the end cap 62 with an axial barrier. This avoids the need for additional parts.

スタッド２０は、対向する端３４、３６の間を延在する細長い本体を有する。これらの端のうちの一端３６は、センターリンク（図示せず）のようなサスペンションメンバの１つへの取付のための雄ねじ山部７０を有する。第１のテーパ面３０は他端３４から延在し、半径方向において外方向に円筒状の軸受面７２に向かうよう分岐する。円筒状の軸受面７２は、カートリッジ軸受４０内での近接隙間嵌めのためにサイズ決めされる。第２のテーパ面３２は、半径方向において内側方向に、円筒状の軸受面７２から離れて略円筒状のシャフト部分７４へと収束する。   The stud 20 has an elongated body that extends between opposing ends 34, 36. One end 36 of these ends has a male thread 70 for attachment to one of the suspension members, such as a center link (not shown). The first tapered surface 30 extends from the other end 34 and branches in the radial direction so as to be directed outwardly toward the cylindrical bearing surface 72. The cylindrical bearing surface 72 is sized for close clearance fit within the cartridge bearing 40. The second tapered surface 32 converges toward the substantially cylindrical shaft portion 74 away from the cylindrical bearing surface 72 in the radial inner direction.

テーパ割軸受２４は、対向する略平坦な端面７６、７８の対を有し、真っすぐまたは実質的に真っすぐな円筒状の外側軸受表面８０が端面７６、７８の間を延在する。外側軸受表面８０は、軸受２４とカートリッジ軸受４０との間の相対的な軸方向の摺動を可能にするよう、カートリッジ軸受４０内での近接隙間嵌めのためにサイズ決めされる。外側軸受表面８０には、研削または研磨処理でのような平滑表面仕上げが施され得る。これにより、カートリッジ軸受４０との円滑な相対的な摺動が容易になる。半径方向において内側方向に一端面７６からテーパ軸受面８２が収束し、他端面７８に向かうよう、半径方向において内側方向に延在するスラストフランジ８４へと延在する。スラストフランジ８４の１つの側は、端面７８の半径方向において内側方向に延在する部分を形成する。当該部分に対して、皿ばね２６がバイアス力を適用するよう当接するとともに、好ましくはスラストフランジ８４の他方の側とスタッドエンド３４との間に隙間ギャップ８６が設けられる。   Tapered split bearing 24 has a pair of opposed generally flat end faces 76, 78 with a straight or substantially straight cylindrical outer bearing surface 80 extending between end faces 76, 78. The outer bearing surface 80 is sized for a close clearance fit within the cartridge bearing 40 to allow relative axial sliding between the bearing 24 and the cartridge bearing 40. The outer bearing surface 80 may have a smooth surface finish, such as in a grinding or polishing process. This facilitates smooth relative sliding with the cartridge bearing 40. In the radial direction, the tapered bearing surface 82 converges from the one end surface 76 in the inner direction, and extends to the thrust flange 84 extending inward in the radial direction so as to go to the other end surface 78. One side of the thrust flange 84 forms a portion extending inward in the radial direction of the end face 78. The disc spring 26 abuts against this portion so as to apply a biasing force, and preferably a gap gap 86 is provided between the other side of the thrust flange 84 and the stud end 34.

皿ばね２６は、任意の好適なばね材料から作製され得、筐体１６の内面５６と一致する任意の好適な外径を有するよう設けられる。さらに、皿ばね２６は、弛緩および圧縮状態において任意の好適な軸方向の厚みを有し得、これにより、選択される皿ばねの物性に依存して正確かつ狭い範囲の軸方向の力を使用時に適用することが可能になる。皿ばねは、軸方向の圧縮の範囲が相対的に小さい。したがって、圧縮される軸方向の距離の関数である適用される軸方向の力が厳しく制御されることを可能にする。限定ではなく例示目的として、弛緩された非圧縮高さが約０．０７５″であり、圧縮高さが約０．０３５″であり、ばね厚さが約０．０３０″である１つの皿ばね２６が設けられ得る。これにより、当該皿ばね２６によって可能になる軸方向の移動の範囲は約０．００４″となる。したがって、制限された範囲の軸方向の移動により、スタッド２８が可能な角偏向の範囲が厳しく制御および制限される。さらに、皿ばね２６によって与えられる軸方向の力の大きさは、当該適用される力の変動が相対的に狭い範囲であることによって、ソケット１２に実質的に一定の感触および性能を与える。換言すると、ばね部材２４によって軸受アセンブリ２２にかかる軸方向の力の範囲が狭ければ、スタッド２０を旋回させるのに必要な力は実質的に一定である。   The disc spring 26 can be made from any suitable spring material and is provided to have any suitable outer diameter that matches the inner surface 56 of the housing 16. Further, the disc spring 26 can have any suitable axial thickness in the relaxed and compressed state, thereby using an accurate and narrow range of axial force depending on the physical properties of the disc spring selected. It becomes possible to apply at times. The disc spring has a relatively small axial compression range. Thus, the applied axial force, which is a function of the axial distance to be compressed, can be tightly controlled. By way of example and not limitation, a single disc spring having a relaxed uncompressed height of about 0.075 ", a compressed height of about 0.035", and a spring thickness of about 0.030 ". 26 so that the range of axial movement allowed by the disc spring 26 is about 0.004 ″. Thus, the limited range of axial movement severely controls and limits the range of angular deflection that the stud 28 is capable of. Further, the magnitude of the axial force provided by the disc spring 26 provides the socket 12 with a substantially constant feel and performance due to the relatively narrow range of applied force variation. In other words, if the range of the axial force applied to the bearing assembly 22 by the spring member 24 is narrow, the force required to pivot the stud 20 is substantially constant.

カートリッジ軸受４０は、筐体１６のキャビティ１８に受け入れられ、その中で相対的な軸方向運動に対して固定または実質的に固定される。円筒状または実質的に円筒状の部分４４は、筐体１６の円筒状の内面部分５８と当接して近接嵌めのためにサイズ決めされる円筒状外面８８を有する。テーパ部分４６は、筐体１６のテーパ内面部６０と共通の傾斜角に沿って延在するテーパ外面９０を有する。テーパ外面９０は、テーパ外面９０と筐体１６のテーパ内面部６０とがそれらの全長にわたって互いに当接するように延在する。カートリッジ軸受４０の一端５０は、筐体の端２２と実質的に面一のままであり、カートリッジの他端４８は好ましくは環状ギャップによって皿ばね２６から間隔を空けたままである。したがって、皿ばね２６は、その環状外周部に沿ってエンドキャップ６２に接触するとともに、カートリッジ軸受４０から間隔を空けたままとなる。さらに、皿ばね２６はテーパ軸受２４に、その環状内周部に沿って接触する。   The cartridge bearing 40 is received in the cavity 18 of the housing 16 and is fixed or substantially fixed therein relative to relative axial movement. Cylindrical or substantially cylindrical portion 44 has a cylindrical outer surface 88 that abuts cylindrical inner surface portion 58 of housing 16 and is sized for a close fit. The tapered portion 46 has a tapered outer surface 90 that extends along a common inclination angle with the tapered inner surface portion 60 of the housing 16. The tapered outer surface 90 extends so that the tapered outer surface 90 and the tapered inner surface portion 60 of the housing 16 abut each other over their entire length. One end 50 of the cartridge bearing 40 remains substantially flush with the housing end 22 and the other end 48 of the cartridge is preferably spaced from the disc spring 26 by an annular gap. Accordingly, the disc spring 26 contacts the end cap 62 along its annular outer peripheral portion and remains spaced from the cartridge bearing 40. Further, the disc spring 26 contacts the taper bearing 24 along its annular inner periphery.

カートリッジ軸受４０の円筒状または実質的に円筒状の部分４４は、シャフト１６の円筒状の軸受面７２との近接隙間嵌めのためにサイズ決めされる円筒状の内軸受表面９２を有する。これにより、スタッド２８とカートリッジ軸受４０との間の相対的な軸方向の摺動移動が可能になる。テーパ部分４６は、スタッド２８の第２のテーパ面３２と共通の傾斜角に沿って延在するテーパ内軸受面９４を有する。テーパ内軸受面９４は、カートリッジ軸受４０のテーパ内軸受面９４とスタッド２８の第２のテーパ面３２とが相対的な摺動環状移動のためにそれらの全当接面の全長（Ｌ）にわたって互いに当接するように延在する。当接するテーパ面９４、３２は、筐体１６の端２２と面一でそこから軸方向において内側方向に延在する。これにより、反対の対向する軸受面８２、３０から可能な限り遠い位置に対向する軸受面９４、３２を方向付ける。それぞれの軸受面９２、３２と８２、３０との間の距離を増加させることにより、ソケット１２は、半径方向の負荷に対する抵抗が向上および最大化する。これにより、ソケット１２は、より小さい包絡面で、同じトルク抵抗を達成し得る。   The cylindrical or substantially cylindrical portion 44 of the cartridge bearing 40 has a cylindrical inner bearing surface 92 that is sized for a close clearance fit with the cylindrical bearing surface 72 of the shaft 16. As a result, a relative axial sliding movement between the stud 28 and the cartridge bearing 40 becomes possible. The tapered portion 46 has a tapered inner bearing surface 94 that extends along a common angle of inclination with the second tapered surface 32 of the stud 28. The tapered inner bearing surface 94 extends over the entire length (L) of all abutting surfaces for relative sliding annular movement between the tapered inner bearing surface 94 of the cartridge bearing 40 and the second tapered surface 32 of the stud 28. It extends so as to contact each other. The abutting tapered surfaces 94 and 32 are flush with the end 22 of the housing 16 and extend inward in the axial direction therefrom. This directs the bearing surfaces 94, 32 facing away from the opposing bearing surfaces 82, 30 as far as possible. By increasing the distance between the respective bearing surfaces 92, 32 and 82, 30, the socket 12 is improved and maximized resistance to radial loads. This allows the socket 12 to achieve the same torque resistance with a smaller envelope.

使用の際、アイドラアーム１０およびセンターリンク（図示せず）といった、ピボットソケット１２に取付けられるステアリング構成要素は、カートリッジ軸受４０内において、スタッド２８の回転または変動により長手方向軸１４の周りを互いに対して自由に旋回することができる。この回転または変動は、テーパ軸受２４の平滑な当接軸受面と、スタッド２８との間、すなわち、テーパ軸受面８２と第１のテーパ面３０との間で維持される制御された間隙、およびカートリッジ軸受４０の平滑な当接軸受面とスタッド２８との間、すなわち、テーパ内軸受面９４と第２のテーパ面３２との間の制御された間隙、ならびに円筒状の内軸受面９２と円筒状の軸受面７２との間の制御された間隙によって促進される。さらに、結合された車両ステアリング構成要素同士の間を拘束することなくソケット１２によって筐体１６に対するスタッド２８の角偏向の量の制御および制限が与えられる。角偏向の制限は、力が長手方向軸１４に略垂直にスタッド２８に適用されると、得られる。適用される横方向の力によって、テーパ割軸受２４のテーパ軸受面８２およびスタッド２８の第１のテーパ面３０が互いに対して摺動するとともに、カートリッジ軸受４０のテーパ内軸受面９４とスタッド２８の第２のテーパ面３２とが互いに対して摺動する。テーパ面同士の間のこの相対的な摺動運動によって、カートリッジ軸受４０内において、軸１４に沿ったスタッド２８のわずかな軸方向の並進運動が起こる。軸方向の並進運動の合計量は、皿ばね２６の許容可能な軸方向の圧縮の量によって制限される。当該圧縮の量は、上述したように一般的に約０．００４″である。したがって、筐体１６に対するスタッド２８の許容可能な角偏向の合計量は、使用時における車両のステアリング構成要素の拘束を防止するには十分であるが、非常に制限される。   In use, steering components attached to pivot socket 12 such as idler arm 10 and center link (not shown) are within cartridge bearing 40 relative to each other about longitudinal axis 14 due to rotation or variation of stud 28. Can turn freely. This rotation or variation is a controlled gap maintained between the smooth abutment bearing surface of the taper bearing 24 and the stud 28, ie, between the taper bearing surface 82 and the first taper surface 30, and A controlled gap between the smooth abutting bearing surface of the cartridge bearing 40 and the stud 28, ie, between the tapered inner bearing surface 94 and the second tapered surface 32, as well as the cylindrical inner bearing surface 92 and the cylinder. This is facilitated by a controlled clearance between the bearing surface 72. In addition, the socket 12 provides control and limitation of the amount of angular deflection of the stud 28 relative to the housing 16 without constraining the coupled vehicle steering components. Angular deflection limitations are obtained when a force is applied to the stud 28 substantially perpendicular to the longitudinal axis 14. The applied lateral force causes the taper bearing surface 82 of the taper split bearing 24 and the first taper surface 30 of the stud 28 to slide relative to each other, while the tapered inner bearing surface 94 of the cartridge bearing 40 and the stud 28 The second tapered surface 32 slides relative to each other. This relative sliding movement between the tapered surfaces causes a slight axial translation of the stud 28 along the axis 14 within the cartridge bearing 40. The total amount of axial translation is limited by the amount of allowable axial compression of the disc spring 26. The amount of compression is generally about 0.004 ″ as described above. Thus, the total amount of allowable angular deflection of the stud 28 relative to the housing 16 is the constraint of the vehicle steering component in use. Is sufficient to prevent, but very limited.

前述のピボットソケット構成要素はすべて金属から作製されるので、このソケットは堅牢であることが保証される。さらに、製造時および使用時の両方において構成要素の寸法安定性が維持されることが可能である。なぜならば当該構成要素は、プラスチックの同様の構成要素とは異なり、耐摩耗性が高いからである。さらに、カートリッジ軸受４０の組込みにより、筐体１６についての製造要件はあまり厳しくなくなる。これは、ここでは平滑な軸受面はカートリッジ軸受４０によって与えられるので、典型的に筐体１６に平滑な軸受面を設けていた場合のように高い精度が必要となるわけではないからである。さらに、カートリッジ軸受４０は、粉末金属材料で製造され得る。これにより、カートリッジ軸受４０の完成形状は、一般的にたとえば回転または研削といったコストのかかる二次的な機械加工なしで形成することが可能になる。これにより浪費される材料の量が低減される。さらに、粉末金属処理においてカートリッジ軸受４０を形成することにより、ローレットといったさまざまな機構が設けられ得る。たとえば、ここでは、端４８に隣接する上側ローレット部９６と、対向する端５０に隣接する下側ローレット部９８とが設けられ得る。ローレット部９６、９８は、筐体１６でのカートリッジ軸受４０の固定を容易にし、さらに製造時においてカートリッジ軸受外面８８および筐体内面５６の許容範囲をさらに緩和することを可能にする。   Since all the aforementioned pivot socket components are made of metal, this socket is guaranteed to be robust. Furthermore, the dimensional stability of the components can be maintained both during manufacture and in use. This is because, unlike similar plastic components, the components are highly wear resistant. Furthermore, the incorporation of the cartridge bearing 40 makes the manufacturing requirements for the housing 16 less stringent. This is because the smooth bearing surface here is provided by the cartridge bearing 40, so that high accuracy is not typically required as in the case where the housing 16 is typically provided with a smooth bearing surface. Further, the cartridge bearing 40 can be made of a powder metal material. This allows the finished shape of the cartridge bearing 40 to be formed without costly secondary machining, generally costing for example rotation or grinding. This reduces the amount of wasted material. Furthermore, various mechanisms such as knurling can be provided by forming the cartridge bearing 40 in powder metal processing. For example, here, an upper knurled portion 96 adjacent to the end 48 and a lower knurled portion 98 adjacent to the opposite end 50 may be provided. The knurled portions 96 and 98 facilitate the fixing of the cartridge bearing 40 in the housing 16 and further reduce the allowable range of the cartridge bearing outer surface 88 and the housing inner surface 56 during manufacturing.

上記の教示に鑑みて、本発明の多くの修正例および変形例が可能であることは明らかである。したがって、添付の特許請求の範囲において、本発明は具体的に記載したのとは異なった態様で実施されてもよいということは理解されるべきである。   Obviously, many modifications and variations of the present invention are possible in light of the above teachings. Therefore, it is to be understood that, within the scope of the appended claims, the invention may be practiced otherwise than as specifically described.

Claims (11)

ピボットソケットであって、
実質的な閉鎖端と開放端との間を延在するキャビティおよび前記開放端に隣接するテーパ内面を提供する内面を有する壁を有する筐体と、
テーパ軸受と、
前記テーパ軸受と前記閉鎖端との間に配置されるばねと、
反対方向の第１のおよび第２のテーパ面を有するスタッドとを含み、前記第１のおよび第２のテーパ面は前記スタッドの対向する端にほぼ向かうように互いに分岐し、前記第１のテーパ面は、前記筺体に対する前記スタッドの角偏向を制御し、前記テーパ軸受との相対的な摺動運動のために前記テーパ軸受に係合し、前記ピボットソケットはさらに、
前記筐体の前記キャビティに受け入れられるカートリッジ軸受を含み、前記カートリッジ軸受は、実質的に円筒状の部分と、前記実質的に円筒状の部分から内側方向に延在するテーパ部分とを有し、前記実質的に円筒状の部分は、前記カートリッジ軸受の一端へと延在するとともに前記テーパ軸受との相対的な摺動運動のために前記テーパ軸受を収容し、前記テーパ部分は、ほぼ平坦なテーパ内面およびほぼ平坦なテーパ外面を有し、前記テーパ内面は、前記カートリッジ軸受の他端へ延在するとともに、前記筺体に対する前記スタッドの角偏向を制御し、前記第２のテーパ面との相対的な摺動運動のために前記スタッドの前記第２のテーパ面と係合し、前記テーパ外面は、前記筺体の前記テーパ内面に対する傾斜の共通角度に沿って延在し、前記筺体の前記テーパ外面および前記テーパ内面は、実質的にそれらの全長に沿って互いに隣接する、ピボットソケット。 A pivot socket,
A housing having a wall having a cavity extending between a substantially closed end and an open end and an inner surface providing a tapered inner surface adjacent to the open end ;
A tapered bearing;
A spring disposed between the tapered bearing and the closed end;
A stud having first and second taper surfaces in opposite directions, the first and second taper surfaces bifurcating from one another so as to generally face opposite ends of the stud, and the first taper. A surface controls angular deflection of the stud relative to the housing and engages the tapered bearing for relative sliding movement with the tapered bearing, the pivot socket further comprising:
A cartridge bearing received in the cavity of the housing, the cartridge bearing having a substantially cylindrical portion and a tapered portion extending inwardly from the substantially cylindrical portion; The substantially cylindrical portion extends to one end of the cartridge bearing and houses the tapered bearing for relative sliding movement with the tapered bearing, the tapered portion being substantially flat. A taper inner surface and a substantially flat taper outer surface, the taper inner surface extending to the other end of the cartridge bearing and controlling angular deflection of the stud relative to the housing , relative to the second taper surface and said engagement with said second tapered surface of the stud for specific sliding movement, the tapered outer surface, extends along a common angle of inclination with respect to the tapered interior surface of said housing Wherein said tapered outer surface and the tapered inner surface of the housing are adjacent to each other substantially along their entire length, the pivot socket. 前記ばねは前記テーパ軸受に当接する、請求項１に記載のピボットソケット。 The pivot socket according to claim 1 , wherein the spring abuts the tapered bearing. 前記ばねは前記閉鎖端に当接する、請求項２に記載のピボットソケット。 The pivot socket according to claim 2 , wherein the spring abuts the closed end. 前記ばねは皿ばねである、請求項３に記載のピボットソケット。 The pivot socket according to claim 3 , wherein the spring is a disc spring. 前記皿ばねは前記テーパ軸受に、前記筐体に対する約０．００４″の軸方向最大移動量を与える、請求項４に記載のピボットソケット。 The pivot socket of claim 4 , wherein the disc spring provides the taper bearing with a maximum axial travel of about 0.004 ″ relative to the housing. 前記テーパ部分は前記筐体の前記開放端と実質的に面一に延在する、請求項１に記載のピボットソケット。   The pivot socket of claim 1, wherein the tapered portion extends substantially flush with the open end of the housing. 前記筐体の前記内面は、前記閉鎖端に隣接する実質的に円筒状の表面と、前記開放端に隣接するテーパ面とを有し、前記実質的に円筒状の表面は前記カートリッジ軸受の前記実質的に円筒状の部分に当接し、前記テーパ面は前記カートリッジ軸受の前記テーパ部分に係合する、請求項１に記載のピボットソケット。   The inner surface of the housing has a substantially cylindrical surface adjacent to the closed end and a tapered surface adjacent to the open end, the substantially cylindrical surface being the same as the cartridge bearing. The pivot socket of claim 1, wherein the pivot socket abuts a substantially cylindrical portion and the tapered surface engages the tapered portion of the cartridge bearing. 前記テーパ面は前記筐体と一緒の単一の材料として形成される、請求項７に記載のピボットソケット。 The pivot socket of claim 7 , wherein the tapered surface is formed as a single material with the housing. 前記テーパ面は、前記カートリッジ軸受が前記筐体の前記開放端を通って前記キャビティから離れるように軸方向に動くことを防止するよう、前記カートリッジ軸受の前記テーパ部分に面する、請求項７に記載のピボットソケット。 The tapered surface, so as to prevent the cartridge bearing is moved axially away from said cavity through said open end of said housing, facing said tapered portion of said cartridge bearing, in claim 7 Pivot socket as described. 前記テーパ軸受は、前記カートリッジ軸受の前記実質的に円筒状の部分との摺動運動のために前記実質的に円筒状の部分に当接する円筒状の外側軸受表面を有する、請求項１に記載のピボットソケット。   The taper bearing has a cylindrical outer bearing surface that abuts the substantially cylindrical portion for sliding movement with the substantially cylindrical portion of the cartridge bearing. Pivot socket. 前記内面は鋳放しである、請求項１に記載のピボットソケット。   The pivot socket according to claim 1, wherein the inner surface is as-cast.
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